“嫦娥七号”探测器任务综述

近年来国际上月球探测区域主要集中在月球南极,“嫦娥七号”探测器任务,将实现对月球南极“绕”“落”“巡”“飞跃”四位一体综合探测。介绍了月球南极不同于中低纬度地区的特殊环境,分析了特殊环境条件对探测器设计带来的诸多挑战;给出了探测器的总体方案设计,包括系统组成和飞行流程,以及探测器需突破以复杂地形高精度定点软着陆、月面飞跃、月面着陆采样行走、全局感知与任务规划、水冰与挥发分保真采样为代表的一系列先进技术。为任务顺利实施和后续航天事业奠定了坚实的技术基础。

月球永久阴影区着陆点选取要求的高分辨率极化SAR数据分析

月球两极永久阴影区(Permanently Shadowed Regions,PSR)全年没有直接光照,搜寻PSR内的月球水冰是“嫦娥七号”的主要任务之一。人类至今没有在PSR着陆,中国的“嫦娥七号”任务计划在PSR附近的太阳直射区域登陆,着陆器上携带的飞跃器将进入PSR进行采样与分析。如何选择登月点和取样点是该项任务的一个关键,结合高精度的数字高程模型,“嫦娥七号”卫星搭载的极化合成孔径雷达(Polarization Synthetic Aperture Radar,Pol-SAR)可以进一步确定月表面的高低起伏状态,以确定平缓表面的登月点与采样点,及小飞跃器的飞行路线。通过将美国“月球轨道勘测器”(Lunar Reconnaissance Orbiter,LRO)上面的微型雷达Mini-RF采集的雷达图像与太阳直射区域光学图像对比,以希吉努斯(Hyginus)陨石坑附近区域和“嫦娥四号”着陆区为例,来分析Pol-SAR在筛选平坦表面作为登月点与采样点时的作用。率先将HRNet网络应用于月球SAR图像分割,并讨论了人工神经网络在探月SAR图像信息获取中的应用。以月球南极的舒梅克(Shoemaker)陨石坑和沙克尔顿(Shackleton)陨石坑为例,找出永久阴影区平坦的区域,作为“嫦娥七号”SAR探测的方法参考。

月球内部圈层结构探测及关键技术挑战

地外天体的内部结构是了解其自身演化奥秘的钥匙,能够为人们深入认识地球自身的演化规律提供重要参考。地外天体内部结构探测是光学、遥感、采样返回等深空探测任务的重要补充和拓展。阿波罗时代的月震仪为揭示月球内部的奥秘做出了卓越贡献,然而,受到当时硬件水平的限制,有关月球内部圈层结构的探测结果至今仍然存在很大争议,严重制约了月球科学的发展。我国嫦娥七号任务拟对月球南极进行探测,随后逐步建立月球科研站,期间将布设我国第一台月震仪,以探测月球内部圈层结构及状态。本文阐述了月球内部结构探测的重要意义,列举了月震仪研制和布设可能面临的困难,分析了潜在问题的应对措施,提出了后续科学研究需要关注的问题,并给出了系列建议。本文旨在激发更多学者关注和从事月球及行星内部结构探测事业,以促进我国在相关研究领域的稳步前进,争列国际学术前沿。